本发明公开了一种分布式光纤振动传感系统及相位解调方法，属于光纤传感技术领域。本发明基于的光纤振动传感原理，设计了相位解调光路系统及解调算法。本发明的分布式光纤振动传感系统包括：窄线宽激光器，第一耦合器，声光调制器，第二耦合器，电光调制器，第一掺饵光纤放大器，环形器，第三耦合器，第一可调谐光衰减器，第四耦合器，第五耦合器，第二可调谐光衰减器，第六耦合器，第二掺饵光纤放大器，光电探测器，滤波器，数字采集处理器。本发明在传统的Φ-OTDR系统中引入了来自同一源的两种差频，将光纤某一位置的振动信号调制到第一种外差频率上，再通过另一种外差频消除第一种外差频。该方法同时避免了低频噪音的影响，同时也避免了使用复杂的下变频电路解调相位等信息。